一种用于LED灯具的高效散热结构制造技术

一种用于LED灯具的高效散热结构，由发光芯片(5)、储液腔(4)、毛细管(3)、散热翅(1)、回流孔(2)、波导层(6)组成，发光芯片(5)的底座与储液腔(4)紧贴安装，所述储液腔(4)内装有散热液体，其特征在于，所述散热液体包括二硫化碳、丙酮、甲醇、丁醇、氯仿、蒸馏水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种散热结构，特别是一种用于LED灯具的高效散热结构。 技术背景 发光二极管是一种半导体发光器件，其材料为半导体，结构为P η结组成，半导体 发光是现有的白炽灯的发光效率10倍，其使用寿命是白炽灯的600倍，不久的将来半导体 发光用来照明将全面替代白炽灯，但是现有的发光二极管由于其能量密度高，在很小的面 积里有很高的光功率，同时也存在有较大的产热量、需要在较小的面积有较大散热能力以 满足发光二极管的芯片散热需要，散热不良的发光二极管随温度升高发光效率下降，现有 的发光二极管用于照明用途时普遍存在由于散热不良的问题，现有的发光二极管散热技 术缺陷制约了半导体发光技术的推广使用，本专利技术是要提供一种能在发光二极管的芯片 发热端安装较小体积有较大的散热能力的微型散热器，使发光二极管的芯片工作时产生 的热量能及时散热，保持发光二极管的芯片工作时的温度在允许范围，以保证发光二极管 的芯片发光稳定性。另外，虽然现有技术中有使用液冷方式对LED进行散热的技术，但其所 使用的冷却媒介成分单一，不能满足大功率LED的散热要求。
技术实现思路
发光二极管由发光芯片和陶瓷或金属底座与光导材料组成，通常陶瓷或金属底 座端是散热端，现有散热是靠其底座端自身的面积散热，由于其面积小，根据传热原理Q = f. At. k,式中：Q为散热量，f为散热面积，At为热端与环境温差，k为传热系数,热端与 环境温差是由气象条件所限制，环境温度一定的条件下提高热端温度可增大At值，At 值增大可增大散热能力，但是提高提高热端温度势必造成发光二极管的发光芯片工作温 度升高，发光芯片工作温度升高必然降低发光二极管的发光效率，因此提高发光芯片热端 温度是不能达到发光二极管稳定的发光效率的目的，增大传热系数k可以改善发光芯片 的散热条件，传热系数k由传热媒质和传热媒质的对流速度所决定，通常发光二极管的散 热媒质是空气，空气的散热方式是以自然对流方式进行，在现有的发光二极管结构及其使 用条件的局限性采用非空气为传热媒质以提高传热系数k值难于实现，将空气自然对流改 为强制对流势必会增加功率消耗，根据上述技术特点本专利技术采用液体扩散方式增加散热面 积，在不增加功率消耗的前提下增加散热量，从而达到不需要提高At为条件使发光二极 管的发光芯片工作温度在合理的温度范围。 本专利技术是以如下方式完成的：在发光芯片的和陶瓷或金属底座上安装一只由储 液腔和散热翅组成的散热器，散热器的储液腔与发光芯片的和陶瓷或金属底座联结，使发 光芯片工作时产生的热量能直接传递到储液腔的导热面，储液腔内盛有液体，发光芯片工 作时产生的热量经储液腔的导热面传递使储液腔内的液体获得热量，储液腔内的液体获 得热量达到一定温度值之后沸腾，沸腾的液体体积变大，液体体积变大压力随之增加，液体 压力增加之后产生膨胀效应，受热液体的膨胀作用产生扩散效应，形成扩散动力的液体经 导流管流向散热翅，由于散热翅有较大的散热面积与空气接触，构成了较好的散热条件， 沸腾的液体在散热翅中迅速冷却，冷却后的液体经回流孔流回储液腔，流回储液腔中的液 体冷却储液腔的导热面，储液腔的导热面温度愈低，发光芯片与散热器的接触传热系数k 就愈大，由于散热翅面积效应使发光二极管的散热面迅速增大数倍至数十倍，使发光二极 管在环境温度的散热条件下有足够的散热面积。其中，所述液体包括二硫化碳、丙酮、甲 醇、丁醇、氯仿、蒸馏水，其优选按照如下重量百分含量进行配比： 二硫化碳5 % 丙酮31% 甲醇20% 丁醇 32% 氯仿10% 蒸馏水2%。【附图说明】 图1是本专利技术一种带散热器的发光二极管的结构视图。【具体实施方式】 参照图1发光芯片（5)的底座与储液腔⑷紧贴安装，储液腔（4)与散热翅（1) 的内腔由毛细管（3)连通，散热翅（1)的内腔底部有一回流孔（2)，发光芯片（5)工作时产 生的热量使储液腔（4)内的液体受热，受热后的液体密度减小比容增大压力上升，液体随 压力增加沿毛细管（3)扩散流向散热翅（1)的内腔，由于散热翅（1)的表面积较大迅速散 热液体被冷却，冷却后的液体比重增大，液体比重增大之后产生沉降效应，沉降的冷却液经 回流孔（2)流回至储液腔（4)，流回储液腔（4)的冷却液对发光芯片（5)进行冷却，储液腔 (4)的液体在储液腔（4)与散热翅（1)的内腔往复循环达到对发光芯片（5)的散热作用， 其中，所述液体按照如下重量百分含量进行配比： 二硫化碳5 % 丙酮31% 甲醇20% 丁醇 32% 氯仿10% 蒸馏水2%。 由于散热翅（1)的散热面积足够大具有足够的散热量、从而保证了发光二极管的 稳定的工作温度，克服了发光二极管随工作温度上升发光效率下降的缺陷。 本专利技术的散热液体是专利技术人多次实验、对比得出的，其具有良好的散热效果，经测 试，下表列出其测试结果：【主权项】1. 一种用于LED灯具的高效散热结构，由发光芯片（5)、储液腔（4)、毛细管（3)、散热 翅（1)、回流孔⑵、波导层（6)组成，发光芯片（5)的底座与储液腔⑷紧贴安装，所述储液 腔（4)内装有散热液体，其特征在于，所述散热液体包括二硫化碳、丙酮、甲醇、丁醇、氯仿、 蒸馏水。2. 按权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热液体按照如下重量百分含量 进行配比： 二硫化碳5 % 丙酮31% 甲醇20% 丁醇 32% 氯仿10% 蒸馏水2%。3. 按权利要求2所述的散热结构，其特征是散热翅（1)有内腔。4. 按权利要求2或3所述的散热结构，其特征是储液腔（4)的顶端由毛细管（3)与散 热翅（1)的内腔连接。5. 按权利要求2或3所述的散热结构，其特征是散热翅（1)的内腔底端由回流孔（2) 与储液腔（4)连通。【专利摘要】一种用于LED灯具的高效散热结构，由发光芯片(5)、储液腔(4)、毛细管(3)、散热翅(1)、回流孔(2)、波导层(6)组成，发光芯片(5)的底座与储液腔(4)紧贴安装，所述储液腔(4)内装有散热液体，其特征在于，所述散热液体包括二硫化碳、丙酮、甲醇、丁醇、氯仿、蒸馏水。【IPC分类】F21Y101-02, C09K5-00, F21V29-51【公开号】CN104848184【申请号】CN201410050328【专利技术人】不公告专利技术人 【申请人】昆山东大智汇技术咨询有限公司【公开日】2015年8月19日【申请日】2014年2月13日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LED灯具的高效散热结构，由发光芯片(5)、储液腔(4)、毛细管(3)、散热翅(1)、回流孔(2)、波导层(6)组成，发光芯片(5)的底座与储液腔(4)紧贴安装，所述储液腔(4)内装有散热液体，其特征在于，所述散热液体包括二硫化碳、丙酮、甲醇、丁醇、氯仿、蒸馏水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：昆山东大智汇技术咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32